生物有机肥对河蟹养殖池塘水质的影响

王英泽，郑继君，王薇，芮剑军，潘莹，周军*

（1.江苏省淡水水产研究所，江苏 南京 210017；2.南京沃优生物肥业有限公司，江苏 南京 211200；3.南京湖水源虾蟹苗种专业合作社，江苏 南京211316；4.南京市水产科学研究所，江苏 南京 210036）

中华绒螯蟹（Eriocheir sinensis）（以下简称河蟹），是我国重要的经济甲壳动物之一。在其养殖过程中，施肥是重要一环，对调节河蟹池塘水质具有良好的效果。但施肥过量、不适宜或肥料质量较差，会导致水体环境恶化，不利于河蟹生长[1-3]。因此，适宜且良好的肥料，是保证河蟹健康生长、提高产量的关键因素。生物有机肥具有调节水质、促进浮游生物生长、防止养殖水体污染、增强养殖对象抗病能力等作用[4]。目前市场上肥料种类丰富，但品质参差不齐。选择品质好、效果佳的肥料，对于提升养殖效果至关重要。

现对施加一种生物有机肥的河蟹池塘水体指标进行检测，评估该肥料对水质的改善作用以及肥水效果，以期为河蟹绿色健康养殖提供优质肥料。

1 材料与方法

1.1 时间与地点

2023 年3 月25 日—4 月11 日，试验地位于江苏省淡水水产研究所扬中基地。

1.2 设施与材料

选择12 口条件一致的成蟹养殖池塘，池塘面积约为3 200 m2，均由河道同一进水渠进水，均有单独进排水口。试验用有机肥由南京沃优生物肥业有限公司提供（于2023 年3 月24 日生产），主要成分为发酵鸡粪、氨基酸、生化黄腐酸、微量元素。选取市面常见硅藻肥。

1.3 试验设计

试验组分3 组，分别为每667 m2施放生物有机肥2 kg（A 组）、4 kg（B 组）、10 kg（C 组）；每667 m2施放硅藻肥0.5 kg 为对照组（D 组）。每组肥料施于3 个池塘，共12 个池塘。于2023 年3 月26 日施肥，将肥料全池均匀泼洒。分5 次采样，即施肥第0 d（3 月25 日）、1 d（3 月27 日）、3 d（3 月29 日）、6 d（4 月1 日）、16 d（4 月11 日）。检测样品理化指标和浮游生物密度。所有池塘除肥料用量和种类不同外，其他日常管理保持一致。

1.4 检测指标

水温、pH 值、溶解氧（DO）、亚硝酸盐氮（NO2--N）、硝酸盐氮（NO3--N）、铵态氮（NH4+-N）、总氮（TN）、总磷（TP）、高锰酸盐指数（IMn）、活性磷酸盐（PO3-4-P）、叶绿素a（Chl. a）、浮游生物密度、汞、铬、镉、铅和砷。

1.5 采样与分析方法

选择晴天08：00—10：00，用专业的5 L 有机玻璃采水器采集水样。在池塘四周靠岸边约1 m 和30 cm 深处采集中层水1 L，采样点为池塘4 角和对角线交叉点，然后将5 个点的水样混合后取其中1 L 作为水样。采样后检测水体理化指标，水体的水温、pH 值、DO 通过多功能溶氧仪（HACH®，HQ40 d）现场测定；NO2--N 和NH4+-N 采用Octadem W-II 现场测定；TN 采用《水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》（HJ 636—2012）测定；TP采用《水质总磷的测定钼酸铵分光光度法》（GB 11893—1989）测定；IMn使用《水质高锰酸盐指数的测定》（GB/T 11892—1989）测定；NO3--N 采用《水质硝酸盐氮的测定紫外分光光度法》（HJ/T 346—2007）测定；Chl. a 使用《水质叶绿素的测定分光光度法》（HJ 897—2017）测定；PO3-4-P 采用《水质无机阴离子（F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、PO3-4、SO32-、SO42-）的测定离子色谱法》（HJ 84—2016）。

浮游生物采样时间与采集水体理化指标的时间一致，浮游动植物定量、样品采集、密度计算参考《水生生物学》[5]。

试验中所用的生物有机肥汞含量参照《总汞、总砷、总铅的测定原子荧光法第1 部分：土壤中总汞的测定》（GB/T 22105.1—2008）测定；砷含量参照《总汞、总砷、总铅的测定原子荧光法第2 部分：土壤中总砷的测定》（GB/T 22105.2—2008）测定；铅、镉含量参照《土壤质量铅、镉的测定石墨炉原子吸收分光光度法》（GB/T 17141—1997）；铬含量参照《土壤和沉积物铜、锌、铅、镍、铬的测定火焰原子吸收分光光度法》（HJ 491—2019）测定。

1.6 统计分析

试验结果用（平均值±标准差）（X±SD）表示，采用SPSS 20.0 软件和Excel 2021 软件进行数据分析和统计，分别用单因素方差分析法（ANOVA）及Duncan 法进行分析比较，显著性水平为P＜0.05，不显著水平为P＞0.05。

2 结果与分析

2.1 生物有机肥重金属含量

试验用有机肥重金属含量见表1。由表1 可见，有机肥各项重金属含量均在标准规定限量之内。

表1 试验用有机肥重金属含量mg/kg

2.2 理化指标

试验期间，试验塘与对照塘水温基本一致，均为10.6～22.6 ℃（图1）。对于NH4+-N，B 组在施肥后3 d 浓度达到最高[图2（a）]，在6 d 时，显著下降（P＜0.05）。除C 组，NO2--N 在施肥后1 d 显著上升外（P＜0.05），其他组并无明显增高（P＞0.05），并且试验组均在施肥后6 d 呈下降趋势[图2（b）]。与对照组D 相比，试验组池塘中NO3--N，呈先上升后下降的趋势[图2（c）]。整体看来，除B 组IMn呈下降趋势外，其他3 组IMn在3 d 上升明显，而6 d 显著下降（P＜0.05），16 d 的IMn再次显著上升（P＜0.05），但均略低于0 d[图3（a）]。TN 变化范围为0.77～1.66 mg/L，除B 组外，其他3 组在前6 d 呈下降趋势，而4 组均在16 d 上升[图3（b）]。B 组和D 组的TP 含量整体上均呈先上升，后下降的趋势[图3（c）]。水体中PO3-4-P 和Chl.a 含量均未达到检出限，均＜0.05 mg/L和2 μg/L。pH 值为8.55～8.98，不同梯度有机肥料对pH 值影响较小，D 组pH 值呈先下降后上升的趋势，16 d 显著高于0 d（P＜0.05）[图4（a）]；4 组池塘DO 均高于5 mg/L，其中，除B 组外，DO 在施肥后均有所下降[图4（b）]。

图1 试验期间水温变化

图2 不同浓度梯度生物有机肥对水体NH4+-N、NO2--N和NO3--N 的影响

图3 不同浓度梯度生物有机肥对水体IMn、TN 和TP 的影响

图4 不同浓度梯度生物有机肥对水体pH 值和DO 的影响①

2.3 浮游生物密度

不同浓度梯度生物有机肥对浮游生物的影响见图5（a）（b）。由图5（a）可见，4 组肥料对浮游植物密度的提升均有显著效果，其中B 组对浮游植物密度的提升效果最佳，其16 d 水体中浮游植物的密度与0 d 相比提升幅度最大。由图5（b）可见，与0 d 相比，A 组、B 组、C 组在16 d 水体中的浮游动物密度均有显著提升，其中A 组浮游动物密度的增幅最大。

图5 不同浓度梯度生物有机肥对浮游生物的影响

3 讨论

3.1 有机肥重金属含量

生物有机肥的主要原料是畜禽类动物的粪便，其含有丰富的N、P 和有机物等营养物质，对增加水体肥度、提高养殖产量具有积极作用。但是由于畜禽类动物食用的饲料来源不同，其粪便中重金属的含量也有所不同。随着有机肥的施用，重金属在水产品体内不断积累，不仅危及养殖对象的安全，也会对人体健康带来危害[6-8]。本试验使用的有机肥料，其各项重金属含量均在标准规定限量之内，表明施用该生物有机肥，对于河蟹的养殖较为安全。

3.2 水体理化指标

3.2.1 DO

DO 是河蟹养殖中重要的水环境因子，其主要来源之一是水体中浮游植物的光合作用[9]。施肥虽然可以促进浮游生物大量繁殖，但是同时也会造成需氧有机物的增加，导致DO 下降。本试验发现，对照组0 d 的DO 显著高于16 d，而B 组和C 组DO并没有明显降低，表明施用这2 种浓度梯度下的生物有机肥对养殖池塘DO 影响较小。

3.2.2 NH4+-N

养殖水体中质量浓度是影响河蟹生长的主要限制因素之一[10]，4 组池塘的NH4+-N 质量浓度在16 d 均达到最低，在有机肥的促进下，试验池塘浮游植物的密度均上升，尤其是B 组效果最为明显，由于浮游植物数量的增加，其对NH4+-N 吸收率提高，这对，NH4+-N 质量浓度的降低起到了重要作用。

3.2.3 NO2--N 和NO3--N

水体中NO2--N 和NO3--N，主要由硝化作用产生，又通过反硝化作用去除[11-12]。本试验发现，施用生物有机肥的3 组池塘中，除C 组的NO2--N 在1 d显著上升外，其他组在1～3 d 并没有显著变化，而试验组均在6 d 降低。对于NO3--N 而言，在所有试验组中，施肥后其含量迅速上升，之后呈下降趋势并保持平稳，由此可见，生物有机肥并不会干扰池塘中的硝化和反硝化作用。

3.2.4 Chl. a

各种藻类虽存在不同的色素，但都含有Chl.a，其在浮游植物中含量丰富，并且是整个光合作用过程中的能量传递中心。因此，水中Chl.a 的含量可以反映浮游植物的丰富度[6]。在本试验的各阶段中，并未检测到Chl.a，虽然生物有机肥已经很大幅度地提升了水体中浮游植物的密度，但其数量仍然较少，以至于Chl.a 未达到检出限，这可能与水温较低以及浮游动物的大量繁殖有关。浮游动物主要以浮游植物为食，当浮游动物数量增多时，可能较大程度上导致浮游植物数量的减少。

3.2.5 IMn

IMn是水体有机物含量的重要指标，能够反映水体的污染程度[10]。由于施肥后有机物在短时间内快速聚集，导致A 和C 组池塘IMn含量上升，但3 组施用生物有机肥的池塘水体中，IMn在6 d 明显下降，表明其对水体并未造成较大且长期的影响。而在施肥后16 d，除B 组外，各池塘中的IMn再次升高，可能是由于温度升高后，水中有机物增多所导致。

3.2.6 PO3-4-P

PO3-4-P 含量可以间接反映肥料对磷的供应能力[13]。本试验发现，施用生物有机肥后，水体PO3-4-P含量较低并且未达到检出限。这可能是由于该肥料对水体磷的供应能力有限，加上河蟹池塘中伊乐藻对PO3-4-P 的吸收利用[14]，以及随着浮游植物的增加，大量消耗水体中的PO3-4-P，导致PO3-4-P 含量较低。

本试验表明，该种生物有机肥对pH 值、TP、TN均未产生较大影响，说明其不会产生使水体pH 值剧烈变化以及TP、TN 堆积等负面作用。

3.3 浮游生物密度

浮游植物是养殖水体中重要的初级生产者，在生态系统中起着重要作用[15]。生物有机肥可以提供浮游植物所需的营养物质，促进其种群量的增加，为水产动物提供丰富的饵料，并且可以改善养殖水体，避免养殖对象疾病的暴发[16-17]。从浮游植物的变化可以看出，施加有机肥后，浮游植物的密度整体呈上升趋势。3 个试验组中，16 d 浮游植物密度的平均增长幅度均高于对照组，其中B 组增长幅度最大。由此可见，该种生物有机肥对水体中浮游植物数量的提升具有良好效果，并可以稳定水体，促进河蟹健康养殖。

4 结语

本试验表明，所用的生物有机肥，对河蟹池塘水质无明显副作用，且改善池塘水环境的效果显著，大幅提升蟹塘浮游生物的数量，提高池塘初级生产力，有效降低水体NH4+-N，并且不会影响硝化作用和反硝化作用。同时，也不会引起pH 值、TP、TN、IMn等水体理化指标较高且长期的变化。从施肥效果和经济角度看，在河蟹养殖过程中，建议生物有机肥用量每667 m24 kg 为佳。